Uma máquina térmica opera em ciclos retirando calor Q₁ = 300 J de uma fonte quente a T₁ = 600 K e rejeitando Q₂ = 200 J em uma fonte fria a T₂ = 300 K, por ciclo. O rendimento térmico dessa máquina é de
Alternativas
A)
1/6
B)
1/3
C)
1/2
D)
2/3
E)
3/4
Gabarito e comentário
Resposta correta: B
**Por que a alternativa B está correta?** O rendimento térmico de uma máquina térmica é definido como: η = W / Q₁ = (Q₁ – Q₂) / Q₁ η = (300 – 200) / 300 = 100 / 300 = **1/3 ≈ 33,3%** O trabalho líquido produzido por ciclo é W = 300 – 200 = 100 J. **Rendimento de Carnot (máximo teórico):** η_Carnot = 1 – T₂/T₁ = 1 – 300/600 = 1/2 = 50% Como η_real (33,3%) < η_Carnot (50%), a máquina é irreversível mas não viola a 2ª Lei. **Por que as demais estão erradas?** - **A) 1/6:** Seria W = 50 J, que não corresponde à diferença 300 – 200. - **C) 1/2:** É o rendimento de Carnot para essas temperaturas, não o real desta máquina. - **D) 2/3:** Seria η = 200/300, invertendo Q₂ e W. - **E) 3/4:** Não corresponde a nenhuma relação correta dos dados fornecidos.
**Por que a alternativa B está correta?** O rendimento térmico de uma máquina térmica é definido como: η = W / Q₁ = (Q₁ – Q₂) / Q₁ η = (300 – 200) / 300 = 100 / 300 = **1/3 ≈ 33,3%** O trabalho líquido produzido por ciclo é W = 300 – 200 = 100 J. **Rendimento de Carnot (máximo teórico):** η_Carnot = 1 – T₂/T₁ = 1 – 300/600 = 1/2 = 50% Como η_real (33,3%) < η_Carnot (50%), a máquina é irreversível mas não viola a 2ª Lei. **Por que as demais estão erradas?** - **A) 1/6:** Seria W = 50 J, que não corresponde à diferença 300 – 200. - **C) 1/2:** É o rendimento de Carnot para essas temperaturas, não o real desta máquina. - **D) 2/3:** Seria η = 200/300, invertendo Q₂ e W. - **E) 3/4:** Não corresponde a nenhuma relação correta dos dados fornecidos.